Ozon vs UV untuk Desinfeksi Air Minum

UV untuk air minum biasanya ditetapkan pada 30–40 mJ/cm² pada 254 nm, pada akhir umur lampu dan dengan margin untuk fouling. Dosis diberikan dalam hitungan detik; waktu kontak bukan variabel desain dengan cara yang sama seperti pada ozon. Variabel utamanya adalah laju aliran, transmitansi UV, kekeruhan, dan keluaran lampu.

Ozon untuk air minum biasanya 1–3 mg/L dengan waktu kontak 5–15 menit. Pembilasan botol menggunakan 2–4 mg/L. Dosis harus mencakup kebutuhan ozon air ditambah residu yang diperlukan untuk desinfeksi. CT, yaitu hasil kali residu terlarut dan waktu kontak dalam mg·min/L, adalah metrik desain. Menara berisi 5 m³ pada 10 m³/h memberikan waktu kontak nominal 30 menit; residu 0.4 mg/L setelah kebutuhan terpenuhi memberikan CT 12 mg·min/L.

Ozon. Ini adalah oksidator kuat yang menguraikan bahan organik penyebab warna, menghancurkan banyak senyawa rasa dan bau, dan mengubah besi serta mangan terlarut menjadi partikel yang dapat ditangkap filter multimedia. Tahap oksidasi harus diikuti filtrasi; ozon saja mengubah bentuk logam tetapi tidak menghilangkan padatan yang terbentuk. Dosis tipikal untuk penghilangan besi dan mangan mulai dari 1–3 mg/L, ditetapkan oleh kebutuhan stoikiometrik ditambah kebutuhan organik.

UV tidak berpengaruh pada warna, rasa, besi, atau mangan pada dosis yang digunakan untuk desinfeksi. UV tidak dapat menggantikan tahap oksidasi dan tidak dapat mengompensasi filter yang tidak menghilangkan partikel teroksidasi. Bila masalahnya bersifat estetika atau logam, bukan mikrobiologis, UV adalah alat yang salah tak peduli seberapa besar reaktornya.

UV tidak meninggalkan residu. Perlindungan berakhir di saluran keluar reaktor, dan mikroorganisme apa pun yang masuk ke tangki penyimpanan, loop resirkulasi, atau dead leg dapat berkembang tanpa hambatan. Karena itu sistem UV bergantung pada penyimpanan higienis: tangki tertutup, vent hidrofobik 0.2 µm, dasar berbentuk kerucut yang cukup dangkal untuk mencegah stratifikasi, dan tidak ada dead leg yang lebih panjang dari tiga kali diameter pipa.

Ozon meninggalkan residu berumur pendek, biasanya 0.2–0.5 mg/L di tangki dengan waktu paruh 20–30 menit dalam air bersih pada 20 °C. Itu cukup untuk melindungi tangki dan loop yang bersirkulasi, tetapi tidak untuk jaringan distribusi yang panjang. Pantau ozon terlarut atau ORP, dan jangan mengasumsikan residu mencapai cabang yang tidak bersirkulasi. Untuk satu meter terakhir, UV di titik pemakaian sering ditambahkan.

UV pada 254 nm tidak menghasilkan produk sampingan desinfeksi yang diketahui pada dosis air minum, karena tidak menambahkan bahan kimia. Risiko praktisnya bersifat kelistrikan, optik, dan perawatan: jangan pernah melihat lampu yang menyala, tangani selubung kuarsa dengan hati-hati, dan ganti lampu serta selubung sesuai jadwal. UV tidak menghilangkan nitrat, arsenik, atau kontaminan terlarut lainnya, sehingga tidak dapat digunakan untuk mengatasi masalah kualitas air yang bersifat kimia.

Ozon dapat membentuk bromat bila bromida ada, dan bromat diatur dalam banyak standar air minum. Periksa konsentrasi bromida dan dosis ozon sebelum desain, dan pastikan hasil bromat pada air jadi. Ozon juga merupakan bahaya di tempat kerja: ruang generator memerlukan ventilasi, deteksi ozon, dan penghancur gas buang pada ventilasi menara kontak. Jangan membuang gas yang mengandung ozon ke ruang yang ditempati orang.

Ya, dan kombinasi ini umum di pabrik pembotolan dan sistem air minum gedung. Ozon didosiskan ke loop resirkulasi tangki penyimpanan untuk mengoksidasi bahan organik dan mempertahankan residu; UV dipasang di titik pemakaian untuk melindungi satu meter terakhir pipa tanpa menambahkan residu ke air minum. Urutannya penting: ozon dahulu, lalu penyimpanan, lalu UV, agar UV memproses air dengan kebutuhan oksidan yang rendah.

Kesalahan umum adalah menempatkan UV sebelum tangki kontak ozon. Ozon dalam air menyerap cahaya 254 nm, sehingga dosis UV turun meskipun keluaran lampu normal. Kesalahan lain adalah menggunakan ozon untuk desinfeksi lalu memasang filter karbon di hilir tanpa mengendalikan lapisan karbon; karbon menghilangkan residu dan dapat mendukung pertumbuhan bakteri bila tidak dirawat.

Mulailah dari masalah air, bukan dari peralatan. Bila risikonya mikrobiologis dan airnya jernih, UV lebih sederhana, tidak meninggalkan residu, dan tidak memerlukan menara kontak. Bila air mengandung warna, rasa, besi, atau mangan, atau tangki penyimpanan dan loop perlu dilindungi, ozon bekerja lebih banyak. Bila keduanya berlaku, gunakan keduanya dalam urutan yang benar.

UV sederhana secara kelistrikan tetapi memiliki bahan habis pakai: lampu dengan umur 8,000–9,000 jam, selubung kuarsa, sensor, dan kartrid. Ozon memiliki generator, pasokan udara atau oksigen, menara kontak, penghancur gas buang, dan lebih banyak instrumentasi. Ozon umumnya memerlukan ruang lebih besar, keterampilan perawatan lebih tinggi, dan manajemen keselamatan lebih ketat; UV umumnya memerlukan air yang lebih bersih serta rutinitas penggantian lampu dan selubung yang disiplin.

Tidak ada pilihan yang permanen. Sebuah pabrik dapat memulai dengan UV untuk pasokan air PDAM yang jernih dan menambahkan ozon kemudian bila sumber berubah atau tangki penyimpanan ditambahkan. Rancang perpipaan dengan titik pengambilan sampel dan bypass di masa depan agar penghalang kedua dapat ditambahkan tanpa memotong jalur utama. Analisis air harus diulang setelah setiap perubahan sumber, karena pilihan desinfeksi mengikuti air, bukan sebaliknya.